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PX項(xiàng)目獲2015年度國(guó)家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步特等獎(jiǎng)
中國(guó)石化“高效環(huán)保芳烴成套技術(shù)開發(fā)及應(yīng)用”項(xiàng)目獲2015年度國(guó)家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步特等獎(jiǎng)。這意味著中國(guó)成為世界上第三個(gè)掌握芳烴成套技術(shù)的國(guó)家。
此前芳烴成套技術(shù)只有UOP(美國(guó)環(huán)球油品公司)和法國(guó)石油研究院掌握，目前全球所有芳烴裝置都是由這兩家供應(yīng)。過(guò)去一年因?yàn)楦＝v龍芳烴項(xiàng)目爆炸事件廣為人知，更為普通人熟悉的對(duì)二甲苯，即PX是用量最大的芳烴品種。
通俗而言，芳烴是煉廠生產(chǎn)汽油的副產(chǎn)品。芳烴主要三個(gè)品種中，PX占比最高，一般占近30%。PX此前在國(guó)內(nèi)被“妖魔化”，談PX色變，大連、昆明、彭州、廈門、寧波鎮(zhèn)海PX項(xiàng)目接連遭遇周邊民眾抵制。另一方面，PX國(guó)內(nèi)產(chǎn)能不足，嚴(yán)重依靠進(jìn)口。
中國(guó)是PX的生產(chǎn)大國(guó)和消費(fèi)大國(guó)，需求增長(zhǎng)很快。截至目前，PX進(jìn)口量占消費(fèi)總量的比例依然超過(guò)50%?；I(yè)內(nèi)人士猜想，芳烴成套技術(shù)獲得國(guó)家科技進(jìn)步特等獎(jiǎng)，芳烴、PX產(chǎn)業(yè)鏈或會(huì)加快發(fā)展，提高自給率。自主芳烴技術(shù)也為PX產(chǎn)能擴(kuò)張?zhí)硪弧袄鳌薄?BR>一位研究芳烴產(chǎn)業(yè)鏈的專家稱，借此技術(shù)，中國(guó)企業(yè)應(yīng)該隨著產(chǎn)業(yè)鏈進(jìn)行延伸，針對(duì)下游產(chǎn)品最終用戶市場(chǎng)，以全球視野在國(guó)外建立相關(guān)產(chǎn)業(yè)基地，帶動(dòng)裝備技術(shù)以及國(guó)內(nèi)企業(yè)走出去。
需求缺口帶動(dòng)周邊瘋狂投資
芳烴是化學(xué)工業(yè)的重要根基，廣泛用于三大合成材料以及醫(yī)藥、國(guó)防、農(nóng)藥、建材等領(lǐng)域。其中對(duì)二甲苯(PX)是用量最大的芳烴品種之一。芳烴產(chǎn)業(yè)鏈從PX，到精對(duì)苯二甲酸(PTA)，再到聚酯產(chǎn)品，然后就可以用于生產(chǎn)各種成品。很多日用品都有芳烴的影子。
上世紀(jì)70年代，以對(duì)二甲苯(PX)為原料生產(chǎn)的“的確良”和“滌卡”，給居民生活帶來(lái)了光鮮和亮麗。當(dāng)下約65%的紡織原料、80%的飲料包裝瓶都來(lái)源于PX。國(guó)內(nèi)PX產(chǎn)能不足是因?yàn)橄掠萎a(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，帶動(dòng)對(duì)PX的需求增長(zhǎng)。
近15年來(lái)，我國(guó)PX消費(fèi)量年均增長(zhǎng)率高達(dá)20%。2014年我國(guó)消費(fèi)PX約2000萬(wàn)噸，其中進(jìn)口近1000萬(wàn)噸。中石化統(tǒng)計(jì)稱，由PX生產(chǎn)的化學(xué)纖維可以替代約2.3億畝土地產(chǎn)出的棉花。應(yīng)用芳烴技術(shù)節(jié)省出的棉田就可以種糧食，為有效解決糧棉爭(zhēng)地矛盾、守住18億畝耕地紅線做出重要貢獻(xiàn)。
截至2014年，我國(guó)PX產(chǎn)能1237萬(wàn)噸，超過(guò)美國(guó)、韓國(guó)、日本等PX主要生產(chǎn)國(guó)，產(chǎn)能世界第一。根據(jù)記者獲得的一份數(shù)據(jù)，2014年P(guān)X產(chǎn)量為848萬(wàn)噸，表觀消費(fèi)量為1835萬(wàn)噸，進(jìn)口997.3萬(wàn)噸，對(duì)外依存超過(guò)54%。
國(guó)內(nèi)的生產(chǎn)無(wú)法滿足下游產(chǎn)能擴(kuò)張，信息主管易靜認(rèn)為，芳烴產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)强肯掠涡枨罄瓌?dòng)的，加上煉廠建設(shè)的周期較長(zhǎng)，國(guó)內(nèi)目前產(chǎn)品供應(yīng)能力有限，對(duì)進(jìn)口的依賴程度較高。
在全球市場(chǎng)上，歐美芳烴市場(chǎng)進(jìn)入停滯狀態(tài)。易靜分析說(shuō)，未來(lái)芳烴裝置的增長(zhǎng)主要在中東和亞太市場(chǎng)，亞太主要是中國(guó)，其中中國(guó)市場(chǎng)的比例最大。
從全球PX產(chǎn)能情況看，歐美PX生產(chǎn)能力保持穩(wěn)定并略有下降，中東在快速增長(zhǎng)，亞洲增速最快。全世界PX的年總產(chǎn)能約為3900萬(wàn)噸～4000萬(wàn)噸，亞洲大約在2800萬(wàn)～3000萬(wàn)噸，歐洲年產(chǎn)能約366.5萬(wàn)噸，四分之三的PX產(chǎn)能集中在亞洲。
亞洲的PX產(chǎn)能基本圍繞中國(guó)需求而建，分布在中國(guó)周邊，產(chǎn)品主要出口中國(guó)。日本是最早有PX項(xiàng)目的國(guó)家之一，大約有80%出口，其中60%出口到中國(guó)。新加坡新建的PX工廠產(chǎn)品全部出口中國(guó)，韓國(guó)也在增加PX裝置建設(shè)，預(yù)計(jì)出口量將由現(xiàn)在的40%上升到50%以上。
新加坡把PX作為本國(guó)的支柱產(chǎn)業(yè)之一，不斷加大發(fā)展力度?？刻詈Ｔ礻懚傻男录悠略＠然^(qū)，是亞洲目前最大的石化生產(chǎn)和物流基地，也是全球第三大石油煉化基地。
韓國(guó)是新興的PX生產(chǎn)、出口大國(guó)，2012年就成為世界PX產(chǎn)量排名第三的國(guó)家，年產(chǎn)能為584萬(wàn)噸左右，出口量近150萬(wàn)噸，此后還陸續(xù)擴(kuò)產(chǎn)，目前產(chǎn)能已近千萬(wàn)噸，直追中國(guó)。
中國(guó)下游需求增長(zhǎng)，促使企業(yè)不斷地往產(chǎn)業(yè)鏈上游延伸。易靜預(yù)計(jì)，到2020年中國(guó)芳烴、PX擴(kuò)充產(chǎn)能的需求還很大。目前PX品質(zhì)差距不大，差異化不明顯。下游產(chǎn)業(yè)發(fā)展快，造成上游材料的缺口，下游新增擴(kuò)建的速度超過(guò)上游，所以國(guó)內(nèi)PX進(jìn)口占比較大。
安迅思分析師王業(yè)勍提供的數(shù)據(jù)顯示，在中國(guó)周邊PX產(chǎn)能集聚。目前韓國(guó)PX產(chǎn)能980萬(wàn)噸、日本約360萬(wàn)噸、中國(guó)臺(tái)灣240萬(wàn)噸、東南亞合計(jì)500萬(wàn)噸、印度350萬(wàn)噸。其中韓國(guó)是中國(guó)進(jìn)口PX來(lái)源最多的國(guó)家。
國(guó)內(nèi)PX下游的PTA產(chǎn)業(yè)產(chǎn)能已經(jīng)超過(guò)4000萬(wàn)噸，過(guò)剩跡象明顯，還有新增產(chǎn)能在建設(shè)中，目前已經(jīng)開始進(jìn)入整合階段，老的裝置逐漸被淘汰。但是現(xiàn)有產(chǎn)能下，PX供應(yīng)缺口還是很大，需要從國(guó)外進(jìn)口。
40余年打磨的工藝?yán)?BR>我國(guó)PX自給率僅為50%左右，一個(gè)原因是芳烴生產(chǎn)技術(shù)長(zhǎng)期依賴進(jìn)口，技術(shù)和專利費(fèi)用昂貴，產(chǎn)業(yè)發(fā)展受制于人。芳烴成套技術(shù)是復(fù)雜的系統(tǒng)工程，包括原料精制與精餾、芳烴異構(gòu)與轉(zhuǎn)化、吸附分離等工藝及工程技術(shù)，系統(tǒng)集成度高、開發(fā)難度大，之前僅有上述美國(guó)和法國(guó)兩家著名公司掌握，技術(shù)壁壘非常高。
清華大學(xué)魏飛教授分析說(shuō)，芳烴生產(chǎn)技術(shù)的突破具有重大意義，可以逐步替代國(guó)外裝置和工藝，但是估計(jì)時(shí)間很漫長(zhǎng)，長(zhǎng)期看對(duì)國(guó)內(nèi)發(fā)展芳烴產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)谴蟮睦谩?BR>這一成套技術(shù)的研發(fā)也是耗時(shí)很久，中國(guó)石化高級(jí)副總裁戴厚良說(shuō)：“開發(fā)自主芳烴成套技術(shù)是幾代石化人的夢(mèng)想，也是幾千名參與項(xiàng)目攻關(guān)人員共同努力的成果。我們的技術(shù)幫助解決人們的穿衣難題，這對(duì)解決我國(guó)糧棉爭(zhēng)地矛盾至關(guān)重要?！?BR>芳烴成套技術(shù)的開發(fā)經(jīng)過(guò)了40余年的持續(xù)努力。1972~2008年，中國(guó)石化與中科院及有關(guān)高校開展合作研究，為芳烴技術(shù)發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。
2003年以來(lái)，國(guó)家科技部、中國(guó)石化通過(guò)973項(xiàng)目、“十條龍”重大科技攻關(guān)等形式持續(xù)支持。2009年中國(guó)石化成立了芳烴成套技術(shù)攻關(guān)組，集產(chǎn)業(yè)鏈2000多名技術(shù)人員聯(lián)合攻關(guān)。經(jīng)過(guò)40余年攻堅(jiān)，才成就了芳烴技術(shù)。
2011年，中石化在揚(yáng)子石化建成3萬(wàn)噸/年工業(yè)試驗(yàn)裝置，2013年底又在海南煉化公司建成60萬(wàn)噸/年的大型項(xiàng)目推廣應(yīng)用。裝置一次投料試車成功。
采用自主全套技術(shù)的海南煉化60萬(wàn)噸芳烴聯(lián)合裝置2013年底投產(chǎn)，經(jīng)歷20多個(gè)月的平穩(wěn)運(yùn)行，2015年這項(xiàng)技術(shù)獲得中石化內(nèi)部獎(jiǎng)勵(lì)，已見成效。
最終獲得國(guó)家科技進(jìn)步特等獎(jiǎng)更是眾望所歸。中國(guó)石化高效環(huán)保芳烴成套技術(shù)累計(jì)獲得40余項(xiàng)國(guó)內(nèi)外專利授權(quán)，形成了完整自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，出版專著1部，獲中國(guó)發(fā)明專利金獎(jiǎng)1項(xiàng)，獲省部級(jí)科技進(jìn)步特等獎(jiǎng)1項(xiàng)、一等獎(jiǎng)2項(xiàng)。
中石化自主開發(fā)的成套技術(shù)工藝包、工程設(shè)計(jì)和管理軟件等，使我國(guó)不僅成為成套技術(shù)專利商，而且成為工程建設(shè)EPC承包商，取得了顯著的社會(huì)效益。
為了盡快攻克技術(shù)難關(guān)，科研人員放棄節(jié)假日及周末休息時(shí)間，爭(zhēng)分奪秒地埋頭試驗(yàn)，終于開發(fā)出具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的模擬移動(dòng)床吸附分離技術(shù)。中石化下屬的中國(guó)石化石油化工科學(xué)研究院、中國(guó)石化工程建設(shè)有限公司、中國(guó)石化揚(yáng)子石油化工有限公司、中國(guó)石化海南煉化公司、中國(guó)石化上海石油化工研究院等多家單位協(xié)同完成。
項(xiàng)目第二完成人、中國(guó)石化工程建設(shè)有限公司總經(jīng)理孫麗麗稱，這些均為自主研發(fā)制造的專利設(shè)備，并形成了配套的國(guó)家或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，真正從中國(guó)制造走向了中國(guó)創(chuàng)造。
閔恩澤、袁渭康、何鳴元、袁晴棠、歐陽(yáng)平凱、譚天偉6位院士對(duì)芳烴技術(shù)高度評(píng)價(jià)，認(rèn)為芳烴成套技術(shù)經(jīng)過(guò)工業(yè)實(shí)踐證明，大型芳烴聯(lián)合裝置主要指標(biāo)國(guó)際領(lǐng)先，經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益巨大，對(duì)推動(dòng)我國(guó)芳烴及相關(guān)新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展意義重大，是石油化工技術(shù)領(lǐng)域的里程碑。
新建項(xiàng)目裝備市場(chǎng)空間超千億
魏飛分析說(shuō)，芳烴全套技術(shù)也是不斷進(jìn)步的，國(guó)外公司做芳烴裝置已經(jīng)幾十年，全球范圍芳烴裝置僅UOP的就有上千套，未來(lái)的市場(chǎng)變化是長(zhǎng)期的。
不過(guò)中石化獲獎(jiǎng)的技術(shù)還是有不少亮點(diǎn)。首先中國(guó)石化具有完整的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，這意味著不用再給國(guó)外企業(yè)繳納高額的技術(shù)轉(zhuǎn)讓費(fèi)和專利費(fèi)用，配套的吸附劑也可以使用國(guó)產(chǎn)的，將大大降低成本。
中石化介紹說(shuō)，芳烴技術(shù)還采用原料精制綠色新工藝，以化學(xué)反應(yīng)替代物理吸附，實(shí)現(xiàn)了原理創(chuàng)新，精制劑壽命延長(zhǎng)40~60倍，固廢排放減少98%。
中石化的芳烴裝置還實(shí)現(xiàn)了智能控制，實(shí)際運(yùn)行中實(shí)現(xiàn)由“需要外部供電”到“向外部輸送電”的突破，單位產(chǎn)品綜合能耗降低28%。
孫麗麗說(shuō)，與同期國(guó)內(nèi)開工裝置相比，該技術(shù)單位產(chǎn)品物能耗低28%，具有顯著的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。
中國(guó)石化海南煉油化工有限公司的60萬(wàn)噸/年芳烴聯(lián)合裝置在2013年底投產(chǎn)?！翱罩袩o(wú)排放，地上無(wú)泄漏，地下無(wú)滲漏?！痹摴矩?fù)責(zé)人蔡智對(duì)記者說(shuō)，固廢排放減少98%。他們還組織附近居民前來(lái)觀摩，打消誤解。
2012年至2014年，該項(xiàng)目累計(jì)實(shí)現(xiàn)新增銷售收入139.5億元人民幣，新增利潤(rùn)11.5億元。海南煉化年產(chǎn)60萬(wàn)噸對(duì)二甲苯生產(chǎn)的纖維就相當(dāng)于海南省全省有效耕地產(chǎn)出的棉花。
“籌建中的海南二期項(xiàng)目將更加先進(jìn)?！睂O麗麗說(shuō)，將在吸附劑、控制方法、分離設(shè)施、節(jié)能、安全方面有諸多創(chuàng)新，“目前所有實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)和工程數(shù)據(jù)都顯示更具有競(jìng)爭(zhēng)性”。
最關(guān)鍵的是關(guān)鍵裝備實(shí)現(xiàn)“中國(guó)創(chuàng)造”，并在一些設(shè)備上實(shí)現(xiàn)了技術(shù)創(chuàng)新和突破。自主技術(shù)不會(huì)直接反映在成本上，但會(huì)影響同類裝置的報(bào)價(jià)，并在新建裝置上與國(guó)外兩家公司形成競(jìng)爭(zhēng)，間接壓低價(jià)格。
易靜分析說(shuō)，對(duì)于中石化而言，以后新建裝置采用自主技術(shù)，就不用繳納高額的專利費(fèi)，作為消耗品的吸附劑也可以節(jié)省一部分成本。國(guó)內(nèi)PX進(jìn)口依賴大，新增產(chǎn)能就形成很大的市場(chǎng)，單套芳烴裝置售價(jià)根據(jù)產(chǎn)能規(guī)模都在幾十億元以上，甚至超過(guò)100億元。
公開途徑檢索到的數(shù)據(jù)顯示，截至2014年底，國(guó)內(nèi)有15家化工廠生產(chǎn)PX，總體產(chǎn)能超過(guò)1200萬(wàn)噸，平均每家企業(yè)產(chǎn)能80萬(wàn)噸。按照2014年國(guó)內(nèi)PX缺口1000萬(wàn)噸的規(guī)模，未來(lái)新增12座工廠實(shí)現(xiàn)國(guó)內(nèi)自給，每套裝置按照70億簡(jiǎn)單計(jì)算，新建市場(chǎng)規(guī)模接近千億。
當(dāng)然，這是簡(jiǎn)單計(jì)算。吸附劑等消耗品還會(huì)產(chǎn)生源源不斷的需求，將支撐起更大的市場(chǎng)空間。
沿著“一帶一路”走出去
中國(guó)周邊積聚了大量的PX產(chǎn)能，中國(guó)市場(chǎng)消耗了大部分產(chǎn)能，同時(shí)也意味著新的機(jī)會(huì)。
中國(guó)正在推動(dòng)企業(yè)走出去，并結(jié)合“一帶一路”愿景，與沿線國(guó)家開展產(chǎn)能合作。芳烴成套技術(shù)是否能成為“中國(guó)制造”新的名片?
戴厚良說(shuō)，多項(xiàng)單元技術(shù)已推廣至東南亞、東歐等地區(qū)，“未來(lái)中國(guó)煉油和化工技術(shù)也將沿著‘一帶一路’走出去?！?BR>2015年8月份，海南煉化的芳烴聯(lián)合裝置成功運(yùn)行后，中國(guó)石化石科院副總工程師吳巍就評(píng)價(jià)說(shuō)，與國(guó)內(nèi)同類裝置相比，海南煉化這套設(shè)備每生產(chǎn)1噸對(duì)二甲苯產(chǎn)品，能耗要低150千克標(biāo)油。按年產(chǎn)量60萬(wàn)噸計(jì)算，每年在降低能耗上就可以節(jié)省數(shù)億元。海南煉化這套裝置必將以最低的能耗成為全球芳烴聯(lián)合裝置的新標(biāo)桿。
中國(guó)石化上海石油化工研究院副總工程師孔德金指出，在原料精制單元，項(xiàng)目突破性地以催化反應(yīng)代替物理吸附，大幅延長(zhǎng)了催化劑壽命，減少固廢物排放達(dá)98%，海南煉化環(huán)保監(jiān)測(cè)指標(biāo)全面優(yōu)于最新頒發(fā)的國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)。
中國(guó)化工學(xué)會(huì)副理事長(zhǎng)兼秘書長(zhǎng)楊元一介紹，芳烴產(chǎn)業(yè)鏈貫穿煉油、乙烯、PX、精對(duì)苯二甲酸(PTA)、聚酯(PET)、合成纖維、塑料加工等領(lǐng)域，連通化工與紡織兩大支柱產(chǎn)業(yè)，具有十分重要的地位。
當(dāng)前，我國(guó)PX原料緊缺與下游PTA、聚酯纖維產(chǎn)能過(guò)剩矛盾加劇，行業(yè)所面臨的社會(huì)環(huán)境和輿論氛圍趨緊。據(jù)了解，2014年我國(guó)PX產(chǎn)量925萬(wàn)噸，對(duì)外依存度超過(guò)50%，而其下游的PTA產(chǎn)量2940萬(wàn)噸，產(chǎn)能利用率約為68%，聚酯纖維產(chǎn)量3580萬(wàn)噸，產(chǎn)能已超過(guò)全球紡織廠需求，過(guò)剩明顯。
中國(guó)石化經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院優(yōu)化咨詢中心副主任駱紅靜認(rèn)為，從國(guó)內(nèi)外環(huán)境分析，“十三五”芳烴產(chǎn)業(yè)鏈的前景都不太樂觀。預(yù)計(jì)全球PX產(chǎn)能將保持緩慢增長(zhǎng)，聚酯纖維產(chǎn)能過(guò)剩的狀況會(huì)稍有好轉(zhuǎn)，但由于“十二五”產(chǎn)能爆發(fā)式增長(zhǎng)，PTA、PET等產(chǎn)業(yè)將繼續(xù)深陷過(guò)剩泥潭，市場(chǎng)恢復(fù)在短期內(nèi)還看不到希望。
易靜認(rèn)為，中石化的芳烴技術(shù)在環(huán)保節(jié)能方面有優(yōu)勢(shì)，可以跟兩巨頭競(jìng)爭(zhēng)，但打入國(guó)際市場(chǎng)，還需要時(shí)間。到國(guó)外投資，也要跟產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)，綜合考慮原料成本和市場(chǎng)情況。
一位從事芳烴產(chǎn)業(yè)鏈研究的專家認(rèn)為應(yīng)該從產(chǎn)業(yè)鏈角度考慮在國(guó)外的發(fā)展和推廣。他分析說(shuō)，我國(guó)已是PX供需大國(guó)，聚酯及下游產(chǎn)品大量出口到國(guó)外，應(yīng)針對(duì)下游產(chǎn)品最終用戶市場(chǎng)，結(jié)合投資地資源情況及政策、經(jīng)濟(jì)環(huán)境等，以全球視野在國(guó)外布局產(chǎn)業(yè)基地，降低資源供給風(fēng)險(xiǎn)、運(yùn)營(yíng)成本。
目前全球97%的芳烴產(chǎn)品由石油煉制，僅有3%來(lái)自煤炭加工。全球兩類區(qū)域煉化和芳烴產(chǎn)業(yè)發(fā)展維持較快增長(zhǎng)，一類是靠近下游需求的地區(qū)，比如亞太地區(qū)，另外一類集中在石油資源豐富的地區(qū)，比如中東。上述芳烴產(chǎn)業(yè)鏈研究的專家稱，海外布局主要看石油資源情況，以及大環(huán)境。
在中石化集團(tuán)專家洪定一看來(lái)，中國(guó)石化擁有了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的芳烴成套技術(shù)，技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)達(dá)到世界領(lǐng)先水平，將為國(guó)內(nèi)芳烴工業(yè)創(chuàng)造新的戰(zhàn)略發(fā)展機(jī)遇，對(duì)于提升我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的質(zhì)量效益、加快結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型具有重要意義。
洪定一還認(rèn)為，很多國(guó)家對(duì)芳烴技術(shù)都有需求，未來(lái)可以大膽走出國(guó)門，充分利用高效環(huán)保的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，通過(guò)淘汰落后產(chǎn)能贏得定價(jià)話語(yǔ)權(quán)，并帶動(dòng)相關(guān)制造業(yè)和下游產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展。
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